Stellungnahme zu Einspareffekten durch Maßnahmen der Verringerung von Oberschwingungen und Verbesser

In den vergangenen 18 Monaten führten wir in verschiedenen Branchen Powerquality-Messungen durch, allerdings als Abfallprodukt zu unserer Messung mit dem Netzqualitätsmessgerät PEL103 von Chauvin Arnoux.

Schwerpunkte waren hierbei Unternehmen, die sehr viel Leistungselektronik nutzen:

- LED Beleuchtung , Lichtsteuerungen

- Frequenzumrichter für Lüftungsanlagen

- Stellgeräte, Ansteuerungen für Induktivherde

- Frequenzumrichter für Rührwerke, Trockner, Feststoffdosierer

- Sanftanläufer für Motoren

- Computer in Verwaltungen

- Leistungselektronik für Galvanikbäder

- Leistungselektronik für Schweißautomaten,CNC-Maschinen

- Leistungstreiber bei LED-Videowänden, unstabilisierte Netzteile

Diese Bauteile verzerren die Netzspannung, im Netz sind dadurch neben der 50 Hz Wechselspannung zusätzlich und unnötigerweise Frequenzen von 150 Hz und sehr viele höhere Frequenzen anzufinden. Diese Spannungsverzerrung führt zu zusätzlicher Erwärmung, was durch unsere parallel durchgeführte Thermografie aufegfunden wurde. Schütze, Sanftanläufer, Motoren uvam. "machen sich gegenseitig heiß", weil keine geeigneten Filter gesetzt sind. Außerdem wird die Übertragungsbandbreite von NS-Transformatoren negativ beeinflusst.

Auch der Netzstrom schwingt nicht nur in der 50 Hz Grundwelle. Unsere Messungen haben gezeigt, dass die Oberschwingungen sich besonders schwerwiegend auf den Nullleiter auswirken.

Bei Nennleistungen von ca. 75 kW wurden 25 kW Leistung durch die Oberschwingung des Ströme gemessen. Sehr schlechte Auswirkungen haben die Schwingungen auf den Netzwerkverkehr Ethernet, Intranet, Internet: Unsere Kunden berichten von Ausfällen der EDV: SPS für Verbundkühlanlagen fallen aus,

FI-Schutzschalter kommen plötzlich,

Motorschutzschalter schalten Nachts Rührwerke von Biogasanlagen ab uvam.

Die höherfrequenten Schwingungen fließen über den Nullleiter in die Abschirmung der EDV-Kabel und blockieren den Netzverkehr.

Spannungsschwankungen im MS-Netz durch die Photovoltaik und Windkraftanlagen führen dann noch zusätzlich zu unnötiger Erwärmung und Störungen, wie uns unsere Kunden aus dem echten Leben berichten.

Nach eingehender Prüfung von realen Maßnahmen gegen diese Störungen Messungen vor und nach der Installation von Filtern, Drosseln und Trafos kommen wir derzeit zu folgendem Ergebnis:

a) Spannungsstabilisierende Maßnahmen greifen besonders, wenn die Netzspannungen durch äußere Einflüsse wie zum Beispiel Spannungserhöhungen durch die Generatoren aus erneuerbaren Energiequellen die Folge sind. Dies ist häufig anzufinden in der Nähe von Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen und BHKW-Parks. Netzbetreiber werden hier nur bedingt oder wenig eingreifen. Eine Maßnahme muss immer vor Ort im internen Netz durchgeführt werden. Bei sehr hohen Spannungen über 410 bis ca. 420 V AC kann die Einsparung je nach Sachlage vor Ort 5-10% betragen.

b) Oberschwingungsbeseitigung durch passive und aktive Filter: "Wegsaugen" der Oberwellen, weniger Erwärmung in den Verbrauchern ca. 2-5% Einsparung, keine Produktionsausfälle (bis zu Mio Euro)

c) Kombination aus a+b) Einspareffekte ca. 10-15% weniger unnötige Verlustleistungen durch die Auslöschung der 3.,5.,7.,9. Oberschwingung, geringere NS-Trafobelastung. Geringeres Risiko von Frühausfall von technischen Geräten (Obzoleszens).

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